JP7316884B2

JP7316884B2 - インナーロータ型モータの固定子

Info

Publication number: JP7316884B2
Application number: JP2019163035A
Authority: JP
Inventors: 寛幸山崎
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2039-09-06
Also published as: JP2021044863A

Description

本発明は、インナーロータ型モータの固定子に関する。

インナーロータ型モータのステータコアには、予め周方向に複数に分割された、所謂分割コアが採用されたものがある（例えば特許文献１参照）。分割コアのティース部には、コイルが巻回されたコイルボビンが取り付けられ、その後に分割コア同士が接合されてステータコアが製造される。

特開２０１７－０２２９７１号公報

このようなコイルボビンは、ティース部からの脱落を防ぐためにティース部に圧入される場合がある。このような圧入をするためには専用の設備が必要となり、組み立て工程が煩雑になる。

そこで本発明は、組み立てが簡易化されたインナーロータ型モータの固定子を提供することを目的とする。

上記目的は、第１及び第２コイルがそれぞれ巻回された第１及び第２コイルボビンと、円環状部、及び前記円環状部の内側から突出し前記第１及び第２コイルボビンが挿入され互いに隣接した第１及び第２ティース部、を含むステータコアと、前記円環状部の内側に取り付けられたホルダと、を備え、前記ホルダは、前記第１及び第２ティース部の間に向けて突出し、前記第１コイルボビンが前記第１ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制すると共に、前記第２コイルボビンが前記第２ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制する規制突部を含む、インナーロータ型モータの固定子によって達成できる。

組み立てが簡易化されたインナーロータ型モータの固定子を提供できる。

図１は、第１実施例の固定子の外観斜視図である。図２は、第１実施例の固定子の分解斜視図である。図３は、第２実施例の固定子の外観斜視図である。図４は、第３実施例の固定子の外観斜視図である。

［第１実施例］
図１は、第１実施例の固定子１の外観斜視図であり、図２は、第１実施例の固定子１の分解斜視図である。固定子１は、インナーロータ型モータに採用される。固定子１は、ステータコア１０、２つのコイルボビン２０、２つのホルダ３０、及び２つのコイルＣを含む。ステータコア１０内には、周方向で異なる極性に着磁された不図示のロータが回転可能に配置される。２つのコイルＣが通電制御されることにより、ステータコア１０とロータとの間に磁気的吸引力及び磁気的反発力が生じ、これによりロータが回転する。尚、図１及び図２には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を示している。２つのコイルボビン２０はＸ方向に並んで配置され、２つのホルダ３０はＹ方向に並んで配置されている。また、ステータコア１０の中心軸心は、Ｚ方向に平行である。このステータコア１０の中心軸心は、不図示のロータの回転軸心と一致する。

ステータコア１０は、金属製であり、図２に示すように円環状部１２、及び２つのティース部１４を含む。２つのティース部１４は、円環状部１２の内側から円環状部１２の中心に向けて突出しており、Ｘ方向に並んでいる。ティース部１４のＹＺ平面の断面は、略矩形状である。ティース部１４の先端面は、ステータコア１０の中心を中心とした円弧状に湾曲している。不図示のロータに対向する。ステータコア１０は、周方向に分割されたいわゆる分割ステータコアから構成されたものではなく、周方向に一体的に成形されたものである。具体的にはステータコア１０は、ケイ素鋼板、電磁鋼板等といった軟磁性鋼板等の板状の金属部材が、Ｚ方向に複数積層されて形成されている。また、軟磁性粉体等の金属部材により一体成型されたものでもよい。

コイルボビン２０は、絶縁性を有した合成樹脂製であり、図２に示すように筒部２２、外側フランジ部２４、及び内側フランジ部２６を含む。筒部２２はＸ方向に延びており、筒部２２の一端に外側フランジ部２４が形成され、他端に内側フランジ部２６が形成されている。コイルＣは、外側フランジ部２４及び内側フランジ部２６の間で筒部２２の外周部に巻回されている。内側フランジ部２６は、外側フランジ部２４よりも大きく形成されているが、これに限定されず、同じ大きさであってもよい。

筒部２２は、ステータコア１０のティース部１４が挿入される孔２３を画定する。コイルボビン２０は、内側フランジ部２６が外側フランジ部２４よりもステータコア１０の中心側に位置するようにして、孔２３にステータコア１０のティース部１４が挿入されて、ステータコア１０に組み付けられる。従って、図１に示すように、２つのコイルボビン２０のそれぞれの内側フランジ部２６が対向するようにしてステータコア１０に組み付けられている。ここで、孔２３の内径とティース部１４の外径とは略同じ大きさ及び形状であり、孔２３にティース部１４を圧入する必要がなく容易に挿入できる。このため、ステータコア１０にコイルボビン２０を容易に組み付けることができ、組み付け工程が簡略化されている。尚、「圧入する必要がない」とは、孔２３にティース部１４を挿入した際に、孔２３が拡張するように弾性変形することはないことを意味する。

ここで、２つのコイルボビン２０の一方のティース部１４への挿入方向は＋Ｘ方向であり、他方のティース部１４への挿入方向は－Ｘ方向である。従って、２つのコイルボビン２０の一方のティース部１４からの抜去方向は－Ｘ方向であり、他方のティース部１４からの抜去方向は＋Ｘ方向である。換言すれば、これらの抜去方向は、ティース部１４が延びた方向でもあり、ステータコア１０の中心に向かう方向でもある。

ホルダ３０は、絶縁性を有した合成樹脂製であり、図２に示すように被覆部３２、鍔部３４、及び規制突部３６を含む。被覆部３２は、Ｚ方向でステータコア１０の高さと略同じ高さを有して、ステータコア１０の円環状部１２の内側面と略同じ曲率で円弧状に湾曲している。規制突部３６は、被覆部３２と略同じＺ方向の高さを有して被覆部３２の内側から突出している。ホルダ３０は、ステータコア１０の２つのティース部１４によって区画される円環状部１２の一方側（＋Ｙ方向側）と、他方側（－Ｙ方向側）とにそれぞれ組み付けられる。具体的にはホルダ３０は、被覆部３２が２つのティース部１４との間での円環状部１２の内側に位置し、鍔部３４がステータコア１０の円環状部１２の上面に接触し、規制突部３６がステータコア１０の中心側に突出するようにして、ステータコア１０に組み付けられている。鍔部３４が円環状部１２の上面に接触することにより、ステータコア１０に対するホルダ３０のＺ方向での位置が規定される。尚、予めコイルＣが巻回された２つのコイルボビン２０をステータコア１０に組み付けた後に、２つのホルダ３０がステータコア１０に組み付けられる。

図１に示すように、規制突部３６は、２つのティース部１４にそれぞれ挿入された２つのコイルボビン２０の、内側フランジ部２６にそれぞれ接触している。即ち、ホルダ３０の規制突部３６は、２つのコイルボビン２０の間に突出しており、２つのコイルボビン２０の上述した抜去方向での移動を規制している。これにより、コイルボビン２０がティース部１４から脱落することが防止される。

また、被覆部３２は、ステータコア１０の円環状部１２の内側を覆っている。このため、コイルＣがステータコア１０の円環状部１２の内側に接触することが防止され、ステータコア１０とコイルＣとの絶縁性が確保されている。また、コイルＣは被覆部３２に接触しており、コイルＣは線径の大きいものが採用されており、これによりロータのトルクが確保されている。尚、コイルＣが線径の小さいものであっても、被覆部３２に接触するほどに多くの巻き数を確保することにより、アンペアターンを確保して、ロータのトルクを確保することもできる。

また、ホルダ３０が２つのコイルボビン２０のそれぞれの抜去方向の移動を規制することにより、ホルダ３０のステータコア１０の円環状部１２に対する周方向の移動が規制される。これにより、ホルダ３０のがたつきなども防止される。

また、２つのホルダ３０が２つのコイルボビン２０を互いに引き離すようにしてステータコア１０に組み付けられているため、２つのコイルボビン２０と２つのホルダ３０とが安定してステータコア１０に組み付けられており、これらの部材のがたつきが防止されている。

本実施例では２つのホルダ３０により２つのコイルボビン２０の脱落を防止することに限定されず、例えば一つのホルダ３０のみによっても２つのコイルボビン２０の脱落を防止できるが、２つのコイルボビン２０のがたつきの防止や、２つのコイルＣのステータコア１０への接触を回避する観点からは、２つのホルダ３０を用いることが好ましい。また、２つのホルダ３０が予め一体に形成されていてもよい。例えば、２つのホルダ３０の鍔部３４同士が、ステータコア１０の上面上で周回するように連続して形成されていてもよい。

また、本実施例では、ホルダ３０の被覆部３２のＺ方向の長さは、円環状部１２のＺ方向の長さと略同じであることに限定されず、円環状部１２のＺ方向の長さよりも短くてもよいが、コイルＣとステータコア１０との接触を回避する観点からは、円環状部１２のＺ方向の長さと略同じ又は円環状部１２よりも長いことが好ましい。

［第２実施例］
図３は、第２実施例の固定子１Ａの外観斜視図である。尚、第１実施例と同一の構成については同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。ホルダ３０ａには、鍔部３４の上面とこれに連続した規制突部３６の上面とから＋Ｚ方向に円柱状に突出した固定部３８が設けられている。固定部３８の＋Ｚ方向の長さは、固定部３８の先端の＋Ｚ方向での高さ位置が、内側フランジ部２６や外側フランジ部２４の＋Ｚ方向での高さ位置よりも高い位置となるように形成されている。固定部３８は、ネジ孔３８ａが形成されており、例えばコイルＣの通電を制御する制御回路が形成されたプリント基板などの他の部材に、ネジを用いて固定することができる。このように、コイルボビン２０の脱落を防止するホルダ３０ａに固定部３８が形成されているため、部品点数が削減されている。

第２実施例では、固定部３８は、鍔部３４の上面とこれに連続した規制突部３６の上面とから突出しているが、これに限定されず、例えば鍔部３４の上面のみから突出してもよいし、規制突部３６の上面のみから突出してもよい。

［第３実施例］
図４は、第３実施例の固定子１Ｂの外観斜視図である。ホルダ３０ｂは、鍔部３４の上面とこれに連続した規制突部３６の上面とから＋Ｚ方向に角柱状に突出した保持部３９が設けられている。保持部３９は、コイルＣが導通接続したターミナルピンＴを保持している。例えば、プリント基板側に設けられた端子ピンにターミナルピンＴを導通接続することができる。この場合も、コイルボビン２０の脱落を防止するホルダ３０ｂにターミナルピンＴを保持した保持部３９が形成されているため、部品点数が削減されている。

第３実施例では、保持部３９は、鍔部３４の上面とこれに連続した規制突部３６の上面とから突出しているが、これに限定されず、例えば鍔部３４の上面のみから突出してもよいし、規制突部３６の上面のみから突出してもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

上記実施例において、ステータコア１０は、周方向に分割された分割コアから構成されたものではないが、分割コアから構成されたものであってもよい。この場合、コイルボビンをティース部に挿入する前に複数の分割コアを接合し、その後にティース部にコイルボビンを挿入してホルダを組み付けることが好ましい。

一つのホルダに対して、第２実施例のように固定部３８と、第３実施例のようにターミナルピンＴを保持する保持部３９との双方が設けられていてもよい。

上記実施例では、ステータコア１０には２つのティース部１４が設けられているが、ティース部の数はこれに限定されない。例えば、３以上のティース部が設けられている場合であっても、隣接するティース部にそれぞれ組み付けられたコイルボビンを抜去方向の移動を規制するようにホルダが組み付けられていればよい。

第１実施例では、ホルダ３０は合成樹脂製であるが、ある程度剛性の高いゴム製であってもよい。尚、第２及び第３実施例でのホルダ３０ａ及び３０ｂは、それぞれ固定部３８及び保持部３９が設けられているため、ある程度の剛性を有した合成樹脂製であることが好ましい。また、ホルダ３０は、コイルＣが接触しないのであれば、絶縁性を有していない金属製であってもよい。

１、１Ａ、１Ｂ固定子
１０ステータコア
１２円環状部
１４ティース部
２０コイルボビン
２３孔
３０、３０ａ、３０ｂホルダ
３２被覆部
３４鍔部
３６規制突部
３８固定部
３９保持部
Ｃコイル
Ｔターミナルピン

Claims

第１及び第２コイルがそれぞれ巻回された第１及び第２コイルボビンと、
円環状部、及び前記円環状部の内側から突出し前記第１及び第２コイルボビンが挿入され互いに隣接した第１及び第２ティース部、を含むステータコアと、
前記円環状部の内側に取り付けられたホルダと、を備え、
前記ホルダは、前記第１及び第２ティース部の間に向けて突出し、前記第１コイルボビンが前記第１ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制すると共に、前記第２コイルボビンが前記第２ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制する規制突部を含み、
前記ホルダは、前記円環状部の上面に当接する鍔部と、当該ホルダを他の部材に固定するための固定部と、を含み、
前記第１及び第２コイルボビンが並んだ方向と交差する方向に並んだ２つの前記ホルダを備え、
前記ステータコアは、周方向に分割されておらずに一体に形成されている、インナーロータ型モータの固定子。
第１及び第２コイルがそれぞれ巻回された第１及び第２コイルボビンと、
円環状部、及び前記円環状部の内側から突出し前記第１及び第２コイルボビンが挿入され互いに隣接した第１及び第２ティース部、を含むステータコアと、
前記円環状部の内側に取り付けられたホルダと、を備え、
前記ホルダは、前記第１及び第２ティース部の間に向けて突出し、前記第１コイルボビンが前記第１ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制すると共に、前記第２コイルボビンが前記第２ティース部から抜去される抜去方向の移動を規制する規制突部を含み、
前記ホルダは、前記円環状部の上面に当接する鍔部と、前記第１及び第２コイルの一方が導通接続されたターミナルを保持する保持部と、を含み、
前記第１及び第２コイルボビンが並んだ方向と交差する方向に並んだ２つの前記ホルダを備え、
前記ステータコアは、周方向に分割されておらずに一体に形成されている、インナーロータ型モータの固定子。
前記ホルダは、前記円環状部の内側を覆う被覆部を含む、請求項１又は２のインナーロータ型モータの固定子。
前記ホルダは、絶縁性を有している、請求項１乃至３の何れかのインナーロータ型モータの固定子。
前記第１及び第２コイルはそれぞれ、２つの前記ホルダの一方の前記被覆部と他方の前記被覆部とに接触する、請求項３のインナーロータ型モータの固定子。
前記ホルダが前記第１及び第２コイルボビンのそれぞれの抜去方向の移動を規制することにより、当該ホルダの前記円環状部に対する周方向の移動が規制される、請求項１乃至５の何れかのインナーロータ型モータの固定子。